《原电池》ppt--11剖析.ppt

一、化学能转化为电能,二、发展中的化学能源,第二节化学能与电能,分析:火力发电中，燃烧是化学能转变为电能的关键。燃烧作为氧化还原反应，本质是氧化剂与还原剂之间电子的转移。,如何将化学能直接转化为电能，进而提高资源的利用率呢？,思考,一、化学能转化为电能,O2+2H2=2H2O,4e-,设想：使氧化还原反应中的电子转移在不同区域内进行，从而在区域间形成电流，将化学能直接转化为电能呢？,通过导线,火力发电：,实验现象：,锌片上有气泡产生,实验现象：,铜片上有气泡产生,Zn、Cu与稀硫酸反应,实验,已知：Zn+2H+=Zn2+H2,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,电流计,H+,H+,Zn,指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向移动。,Zn片失去的电子经导线转移到Cu片上，Cu片周围的H得电子。,把这种将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池，例如：Cu-Zn原电池。,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,Cu-Zn原电池的正负极？,Zn片；,Cu片；,Zn2e=Zn2+,2H2e=H2,总反应：Zn+2H+=Zn2+H2,电极反应类型：氧化反应,电极反应类型：还原反应,电极：能够导电的材料,负极：输出电子，电流流入一端,正极：输入电子，电流流出的一端,（负极）,（正极）,Cu,Zn,Zn2+,负极,正极,静电作用,复习回顾:,溶液中阴阳离子分别流向电源的哪极？,稀H2SO4,随堂练,根据构成原电池的原理怎样设计化学电池？,负极：，电子；其电极反应式：；电极反应类型：；正极：，电子；其电极反应式：；电极反应型：,负极：Zn，失电子；其电极反应式：Zn-2e-=Zn2+；电极反应类型：氧化反应；正极：Cu，得电子；其电极反应式：2H+2e-=H2；电极反应型：还原反应,负极：Fe，失电子；其电极反应式：Fe-2e-=Fe2+；电极反应类型：氧化反应；正极：Cu，得电子；其电极反应式：2H+2e-=H2；电极反应型：还原反应,负极：，电子；其电极反应式：；电极反应类型：；正极：，电子；其电极反应式：；电极反应型：,负极：Mg，失电子；其电极反应式：Mg-2e-=Mg2+；电极反应类型：氧化反应；正极：C，得电子；其电极反应式：2H+2e-=2H2；电极反应型：还原反应：,负极：Zn，失电子；其电极反应式：Zn-2e-=Zn2+；电极反应类型：氧化反应；正极：C，得电子；其电极反应式：Cu2+2e-=Cu；电极反应型：还原反应：,1）原电池是将_转化成_的装置。,化学能,电能,2）如图锌、铜原电池（H2SO4）负极：，电子；其电极反应式：；电极反应类型：；正极：，电子；其电极反应式：；电极反应型：。,Zn,失去,Cu,氧化反应,还原反应,Zn2e=Zn2+,得到,2H+2e=H2,Zn2e-=Zn2+,氧化,Cu2+2e-=Cu,Zn,3）当电解质溶液为CuSO4时：负极：，电子；其电极反应式：；电极反应类型：反应；正极：，电子；其电极反应式：；电极反应型：反应。,得到,Cu,失去,还原,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,氧化反应,还原反应,负极,正极,电子沿导线传递，产生电流,阳离子,失去电子,阳离子得电子,阴离子,正极,负极,SO42-,原电池工作原理小结,较活泼金属,不活泼金属或石墨,较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。,练习:,1、下图装置中，能构成原电池的有。,e,电解质溶液活泼性不同的电极形成闭合回路自发地发生氧化还原反应,（四要素）,6.构成简单电池的条件,例如：下图即是我们以前讲到的原电池，实际生活中不用这样的原电池。缺点：电池效率不高，电流衰减比较快。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施呢？,【思考与探究】,1）Zn与CuSO4溶液接触，一定有Cu2+与Zn直接反应，而在Zn表面析出Cu。2）析出的Cu与Zn会直接构成原电池，进一步加速Cu在Zn表面析出，致使原来电池向外输出的电流减弱。3）当锌片表面完全被铜覆盖后，两个电极都是Cu，则不再构成原电池了，也就无电流再产生。,【主要原因】：,1、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()AabcdBacdbCcab.dDbdca,B,练习:,2、锌、铜原电池产生电流时，阳离子（）A移向Zn极，阴离子移向Cu极B移向Cu极，阴离子移向Zn极C和阴离子都移向Zn极D和阴离子都移向Cu极,B,3、判断下列条件能否构成原电池,若能请指出正、负极并写出电极反应式。a.镁铝/稀硫酸;b.铝碳/氢氧化钠溶液；c.锌碳/硝酸银溶液;d.锌铜/水;e.铁铜/浓硝酸；f.锌铁/乙醇;g.硅碳/氢氧化钠溶液；h.镁铝/氢氧化钠溶液。,一、化学能转化为电能,二、发展中的化学能源,第二节化学能与电能,第二课时,第一课时,包头北重三中赵海云,Cu,Zn,Zn2+,负极,正极,静电作用,复习回顾:,稀H2SO4,1）原电池是将_转化成_的装置。,化学能,电能,2）如图锌、铜原电池（H2SO4）负极：，电子；其电极反应式：；电极反应类型：；正极：，电子；其电极反应式：；电极反应型：。,Zn,失去,Cu,氧化反应,还原反应,Zn2e=Zn2+,得到,2H+2e=H2,Cu,Zn,Zn2+,H+,H+,Zn2e=Zn2+,2H+2e=H2,氧化反应,还原反应,负极,正极,电子沿导线传递，产生电流,阳离子,失去电子,阳离子得电子,阴离子,正极,负极,SO42-,原电池工作原理小结,较活泼金属,不活泼金属或石墨,原电池的工作原理是将氧化、还原两反应分割在正负两极同时不同地进行，较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。电子从负极定向流入正极，从而产生了道路电流。,化学能,热能,机械能,电能,火电站工作原理示意图,3.构成原电池的条件是什么？,（1）有活泼性，不同的两种金属或者一种金属与一种非金属导体（如石墨）或者一种金属与一种氧化物等作电极，并用导线连接或直接接触。,（2）两电极都插入电解质溶液（酸、碱、盐）中构成闭合回路。,（3）在电极表面上发生有电子转移的化学反应，即氧化还原反应。,负极:较活泼的金属正极:较不活泼的金属或非金属导体,稀硫酸,Zn,Fe,A,稀硫酸,A,稀硫酸,A,请根据下列原电池正负构造特点，总结出如何判断原电池的正负极,思考与交流,稀硫酸,动脑动手,有下列材料：Zn片（2片）、Cu片（2片）、导线、水果（西红柿、苹果等）、电流计，请设计一个装置使电流计指针发生偏转，并画出设计草图。,第一节原电池,二、发展中的化学电源,广泛用于卡式录音机、闪光灯、电动玩具、袖珍电视机等。,1.干电池,锌锰电池：使用最早的化学电池，属于一次性电池,正极反应为,其负极反应为,铅蓄电池：最早使用的充电电池，它是用硬橡胶或透明塑料制成长方形外壳，在正极板上有一层棕褐色的PbO2，负极板是海绵状的金属铅，两极均浸入硫酸溶液中。,铅蓄电池电极反应：负极：Pb+SO42-2e-PbSO4正极：PbO2+4H+SO42-+2e-PbSO4+2H2O,2.充电电池,充电电池又称二次电池，能够重复使用至一定的周期,镍镉充电电池：它是一种体积少，具有残留性记忆的充电电池，可重复使用500次以上。它以Cd为负极，NiO(OH)为正极，KOH为电解液。广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等，但有毒。,锂离子电池：它是新一代可充电的绿色电，现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像等低功耗电器的主流。,该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应：负极：CH4+10OH-8e-CO32-+7H2O正极：2O2+4H2O+8e-8OH-总反应：CH4+2O2+2KOHK2CO3+3H2O,3.氢氧燃料电池,4.新型燃料电池,两类导体,A.自由电子作定向移动而导电,B.导电过程中导体本身不发生变化,C.温度升高，电阻也升高,D.导电总量全部由电子承担,1.第一类导体：又称电子导体，如金属、石墨等。,A.正、负离子作反向移动而导电,B.导电过程中有化学反应发生,C.温度升高，电阻下降,D.导电总量分别由正、负离子分担,第二类导体：又称离子导体，如电解质溶液、熔融电解质等。,固体电解质，如等,也属于离子导体，但它导电的机理比较复杂，导电能力不高，本章以讨论电解质水溶液为主。,1.原电池：把化学能转化为电能的装置,2.原电池原理,3.构成原电池的条件,电势高的极称为正极，电流从正极流向负极。,电势低的极称为负极，电子从负极流向正极。,原电池的工作原理是将氧化、还原两反应分割在正负两极同时不同地进行，较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。电子从负极定向流入正极，从而产生了道路电流。,电解质溶液活泼性不同的电极形成闭合回路自发地发生氧化还原反应,（四要素）,构成简单电池的条件,4、发展中的化学电源,碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。锌锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)=Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误的是（）A.电池工作时，锌失去电子B.电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e-=Mn2O3(s)+2OH-(aq)C.电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D.外电路中每通过O.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g,C,2.银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为：在此电池放电时,负极上发生反应的物质是()A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn,C,3.氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是：根据此反应式判断，下列叙述中正确的是（）A.电池放电时，H2是负极B.电池放电时，氢元素被氧化C.电池充电时，镍元素被还原D.电池充电时，化学能转化为电能,C,4.下列装置中能组成原电池形成电流的是(),C,A,C,酒精不是电解质,没有形成闭合回路,B,D,没有形成闭合回路,家用电器的普及和种类的增加，使得电池的使用量随之剧增。废电池混在垃圾中，不仅污染环境，而且造成浪费。据报道，全国的电池年消耗量为30亿只，因疏于回收而丢失铜740亿吨，锌1.6万吨，锰粉9.7万吨。另